KR100200451B1 - 공기흡입식 로터에 의한 분급기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기흡입식 로터에 의한 분급기에 관한 것으로 특히, 도자기, 유리, 시멘트, 후라이에시, 소석회, 내화물등 세라믹 분체 원료를 입도에 따라 간단히 분리시키기에 적당하도록 한 것이다.

분 입체를 사출기 또는 방사기 등의 가공기계를 사용하여 사출하거나 방사하는 경우에는 분말에 의하여 사출제품의 표면이 불량하게 되고, 따라서 상기 사출기, 방사기 등이 유입되기 전에는 분급기를 사용하지만 분급기의 성능이 원활하지 못하여 분 입체가 제대로 분리되지 못하였다.

본 고안은 공기 흡입 식 로터에 의한 분급기에 있어서, 평면상 Z자형 공기 흡입통체의 내부에 안내패들 들이 일 방향 경사각으로 원통형 둘레에 수직 설치된 가이드 벤을 장착하고 그 내부에는 로터 구동모터와 직결되어 회전 구동되는 로터를 설치하여 고속 회전시킴으로써 외부 공기 흡입과 함께 투입되는 분말입자와 입체입자로 혼합된 원료를 원심력과 중력 차를 이용하여 간단히 분리하기에 적당하도록 한 것이다.

Description

공기흡입식 로터에 의한 분급기

본 발명은 공기흡입식 로터에 의한 분급기에 관한 것으로 특히, 도자기, 유리, 시멘트, 후라이에시, 소석회, 내화물등 세라믹 분체 원료를 입도에 따라 간단히 분리시키기에 적당하도록 한 것이다.

일반적으로 공기 흡입 식의 분급기에 있어서는, 공기흡입방법에 따라 최고 30∼50%까지 분 급 효율의 차이가 발생되고, 특히 체(Sieve)를 사용하는 분급기는 효율이 30%를 초과하지 못하고 있으며, 보수 및 유지측면에서 어려움이 많고, 처리량에도 한계가 있다. 그리고 다른 방법으로서는, 통상 압축기에 의하여 형성되는 고속의 기류(15∼40m/s)중에 공급호퍼를 통하여 공급되는 분 입체(粉粒體)를 포함시키고, 기체의 유동속도, 유동압력, 유량등에 의하여 결정되는 기체의 운동에너지에 의거 분 입체를 사이클론에서 분리하였다. 분 입체는 분말과 입체가 서로 밀착된 상태이거나 서로 섞여있는 상태로 형성되고, 분입체중에서 분말성분은 통상 불필요한 성분이므로 상기 사이클론에는 분말과 입체로 각각 분리하기 위하여 분급기를 사용하였던 것이다.

종래의 한국특허출원공고 제 93-8502 호 사이클론을 이용한 분급기가 발명되었다. 이 발명의 분급기에서는 곡물 또는 시멘트, 석유화학관련 원자재등을 처리할 수 있으며, 예를 들면 폴리에틸렌, PVC, 나일론과 같은 원자재는 통상적으로 입체상태로 된 원자재에 분말이 흡착되어 있을 뿐만 아니라 공기수송장치를 통하여 이송되는 과정에서 배관의 내벽이나 배관자재인 엘보, 댐퍼 또는 분기변 등에 충돌되어 분말이 발생하고, 이 분말이 입체에 흡착되어 분 입체의 상태로 이송되었으며, 분 입체를 사출기 또는 방사기 등의 가공기계를 사용하여 사출하거나 방사하는 경우에는 분말에 의하여 사출제품의 표면이 불량하게 되고, 따라서 상기 사출기, 방사기 등이 유입되기 전에는 분급기를 사용하지만 분급기의 성능이 원활하지 못하여 분 입체가 제대로 분리되지 못하였다.

즉, 사이클론의 분급장치에 있어서, 분말이 기체에 포함된 상태로 반전 상승 뒤 배출기체는 유로의 단면적이나 유량에 의거 유동속도가 변화하게 되고, 배출속도가 연속적이지 못하며, 재차 충돌하는 과정을 반복하는 정체현상이 발생하여 분급기의 분급효율과 신뢰도를 하락시키는 문제점이 있었다. 그리고 한국특허출원공고 제 93-2069호 회전식 분리장치와 분리방법의 발명에서는 서로 다른 크기의 다수의 입자성분 혼합물을 분리하는 장치에 있어서, 펄프분쇄기의 핀 칩(Pin chips)에서 파인(Fine)을 분리하기 위하여 배출구(1)를 포함하는 중심이 동일한 내부 분리 실(2)과 외부 분리 실(3)로 구분되고, 내부 분리 실(2)의 상측에 설치된 로터(4)와 이 로터(4)를 회전하기 위하여 작동 가능하게 연결된 축(5), 기어박스(6), 벨트(7), 모터(8), 속도가변성 모터조절기(9)등 전동수단과 투입구(10)에서 낙하된 원자재가 로터(4)의 중심부로부터 원심력을 받게 하여 파인(B)은 내부 분리 실(2)에 충입 되고, 무거운 입자로 된 핀 칩(A)은 외부 분리 실(3)에 떨어져서 배출구(1)를 통과하여 콘 베이어(11)에서 이송된다. 내부 분리 실(2)에 저장된 파인(B)은 배출구(12)를 거쳐 도관(13)으로 이송되고, 팬(14)에 의하여 사이클론(15)에 이동되어 배출구(16)로 배출되는 것이다.

그러나, 한국특허출원공고 제 93-2069 호의 발명은 수평회전디스크 상태의 로터(4)가 회전할 수 있도록 축에 체결되어 있는 바, 회전디스크는 아치 형베인 또는 홈으로서 원심력을 발생하므로 이 원심력의 조절은 속도가변성 모터조절기(9)에 의하여 조정되고, 핀 칩(A)은 기어박스(6)에 연결된 조절스크류(17)에 의하여 낙하 점을 조정하는 것인바, 이 원심력의 조절은 속도가변성 모터조절기(9)에 간편하게 조정되는 것으로 판단되지만, 핀 칩(A)의 낙하 점은 기술적으로 불가능 한 것으로 판단된다.

즉, 원심력의 조절은 로터(4)의 회전수에 의하여 가능하지만, 투입구(10)로 이송된 핀 칩(A)과 파인(B)의 혼합물은 회전하고 있는 로터(4)에 낙하될 때 에 외부 분리 실(3)로만 낙하될 수 있으며, 또는 내부 분리 실(2)에만 낙하될 수도 있을 것이다. 이렇게 핀 칩(A)과 파인(B)의 혼합물이 각기 분리 되지 않고 혼합된 상태에서 외부 분리 실(2)에 떨어져서 배출구(1)를 통과하여 콘 베이어(11)로 이송되거나, 또는 내부 분리 실(2)의 배출구(12)를 거쳐 팬(14)에 의하여 사이클론(15)에 이동되어 배출구(16)로 배출될 수 있으므로 결국 핀 칩(A)과 파인(B)이 분급 되지 않을 수도 있는 문제점을 지니고 있었다.

본 고안은 공기 흡입 식 로터에 의한 분급기에 있어서, 평면상 Z자형 공기 흡입통체의 내부에 안내패들 들이 원통형 둘레에 일 방향 경사각으로 세워 설치된 가이드 벤을 장착하고 그 내부에는 로터 구동모터와 직결되어 회전 구동되는 로터를 설치하여 고속 회전시킴으로써 외부공기 흡입과 함께 투입되는 분말입자와 입체입자로 혼합된 원료를 원심력과 중력 차를 이용하여 간단히 분리하기에 적당하도록 한 것이다.

제1도는 종래의 회전식 분리장치를 전체적으로 표시한 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 분급기를 전체적으로 표시한 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 분급기를 표시한 종단면도.

제4도는 본 발명에 따른 분급기를 요부 분해 사시도.

제5도는 분급기 요부를 표시한 종단면도.

제6도는 본 발명의 요부인 분급기의 가이드벤을 나타낸 도면으로서, 상측은 일부저면도이고 하측은 종단면도.

제7도는 본 발명의 요부인 분급기의 로터를 나타낸 도면으로서, 상측은 일부 평면도이고 하측은 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 분급통 21 : Z자형 공기 흡입통체

23 : 가이드 벤 27 : 원료 투입 관

28 : 진동기 29 : 혼합원료 공급호퍼

30 : 원료 충돌통체 31 : 안내 패들

32 : 로터 33 : 회전패들

37 : 원추형 축 지지구 39 : 관 지지구

41 : 분말입자 송출관 45 : 로터 회전축

46 : 회전축 49 : 로터 구동모터

51 : 입체입자 저장 통 52 : 분말입자 송출관

53 : 후렉시블 튜브 54 : 이송 관

55 : 사이클론 56 : 분말입자 저장 통

57 : 에어펌프 58 : 백 필터

59 : 배기관 61 : 진공펌프

62 : 배기 망

본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

분급통(20)의 상측에 장착되는 평면상 Z자형 공기 흡입통체(21)의 중앙부에는 상하 관통되게 통공을 형성하고, 그 상부 측 통공의 내측 둘레에는 턱부(22)를 형성하여 가이드 벤(23)의 상부 덮개 판(24)을 얹어 채결볼트(25)로써 체결 조립 할 수 있도록 하며, 상기 가이드 벤(23)은 원통형 관체로 형성하되, 상부 덮개 판(24)의 중앙에는 베어링이 끼워지는 축공(26)을 형성하고, 그 일측 지점에는 경사로 내부로 통하는 원료 투입 관(27)을, 상부측에 장착되며, 하부의 진동기(28)에 의한 진동으로 원료를 공급하게 되는 분 입체 혼합원료 공급호퍼(29)와 연결 설치하며, 원통부 내면 상측에는 원료 충돌통체(30)를 상부 덮개 판(24)의 저 면에 돌출 형성하고, 원통체 전체적으로는 일 방향 경사각으로 안내 패들(Paddle)(31)들을 수직으로 세워설치하여 가이드 벤(23)을 형성한다.

상기 가이드 벤(23)의 내부에는 간격을 두고 내부에서 회전되는 원통 체의 로터(32)가 장착 설치되는 데, 이 로터(32)는 중심으로부터 분기되어 방사각으로 배열된 회전패들(33)들에 의하여 원통 체로 이루어지며, 상부 측에는 중앙에 축을 끼워 체결하기 위한 보스(34)를 암(35)들에 의하여 지지되게 형성하고, 하부측 중앙에는 하부 내측에 베어링(36)에 끼워진 원추형 축 지지구(37)를 암(38)들에 의하여 지지되게 설치하여 하부 측에 선단이 위치하도록 입체 배출공(40)이 형성된 관 지지구(39)에 의하여 지지되게 설치되는 분말입자 송출관(41)의 선단에 로터 장착 대(42)의 암(43)들에 의하여 중앙에 설치된 보스(44)에 로터 회전축(45)을 끼워 상호결합 시켜 로터(32)를 장착 설치하게 되며, 이와 같은 결합 상태에서 중앙에는 수직으로 하단에 상기 원추형 축 지지구(37)가 끼워 결합 될 수 있는 원추형 요입홈이 형성된 회전축(46)을 끼워 세트 스크루(47)로써 로터(32)를 체결하고, 이 회전축(46)은 상부 외측에 모터 브라켓(48)에 의하여 장착 설치되는 로터 구동모터(49)의 샤프트와 커플링(50)으로써 연결 시켜 상기 가이드 벤(23)의 내부에서 로터(32)가 회동 할 수 있도록 하여 분급 구동부가 구성되며, 이와 같은 구성 상태에서 로터(32)가 가이드 벤(23)의 내부에서 고속 회전하면 원료 충돌통체(30)와 안내패들(31) 사이에서 원료가 분쇄 또는 분리되면서 입체입자는 분급 통(20)으로 낙하하여 하단의 입체입자 자장 통(51)에 담겨진다. 또한, 분리된 분말입자는 분말입자 송출관(41)을 거쳐서 후렉시블 튜브(Flexible tube)(53)에서 진동이 방지되며, 이송 관(54)을 통하여 이송되는 분말입자는 사이클론(55)에서 낙하되어 하부의 분말입자 저장통(56)에 저장된다.

이때, 사이클론(55)의 상부에는 에어펌프(57)가 설치되어 압축공기는 파이프를 통하여 사이클론(55) 내부에서 분출되면서 백 필터(Bag filter)(58)에 흡착된 분말입자를 제거한다. 이 에어펌프(57)는 백 필터(58)를 청소할 때 사용되는 것이다.

그리고 사이클론(55)의 상부측면에는 배기관(59)이 연결되었으며 아울러 진동방지용 후렉시블 튜브(60)가 연결되어 종단에는 진공펌프(61)가 설치되어 있으므로 결국 Z자형 공기 흡입통체(21)의 양 흡입 구(62a)(62b)를 통하여 흡입되는 공기는 분말입자와 함께 분말입자 송출관(41), 후렉시블 튜브(53), 이송 관(54), 사이클론(55)에서 유동하면서 분말입자는 분말입자 저장통(51)으로 낙하되고, 공기는 백 필터(58)를 거친 후 배기관(59)을 거쳐 후렉시블 튜브(60)를 지나서 진공펌프(61)의 배기 망(62)을 거쳐 대기 중에 방출된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 공기 흡입 식 로터에 의한 분급 기의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같으며, 실시 예는 평균입자 40㎛의 광재(鑛滓:Slag)를 원료로 하여 분급 기에서 처리한 과정이다.

참고로 본 결과는 MALVERN Instruments SB. OD에서 제조한 측정기로 측정한 수치이다. 로터 구동모터(49)와 진공펌프(61) 및 진동기(28)에 전원을 인가하여 기동시키게 되면, 혼합원료 공급호퍼(29)에 저장되어 있던 광재 원료는 진동기(28)의 진동에 의하여 원료 투입관(27)을 거쳐 Z자형 공기 흡입통체(21)내부로 일정량씩 투입이 이루어지게 된다.

이때, 로터 구동모터(49)의 기동에 따라 내부에서는 로터(32)의 고속 회전이 이루어지게 됨으로 강력한 공기 흡입력이 발생하여 상기 Z자형 공기 흡입통체(21)의 양 흡입구(62a)(62b)를 통하여 외부 공기가 내부로 빨리 들어가게 됨으로 이 흡입력에 의하여 로터(32)의 상부로 투하되는 원료는 원심력에 의한 외향력을 받아 외측으로 분산되면서 가이드 벤(23)의 내측 상부에 설치된 원료 충돌통체(30)에 부딪히면서 가이드 벤(23)과 로터(32)의 간격부 사이로 분말입체와 입체입자가 뒤섞여 하강하게 되는 데, 이때 비교적 입도가 큰 입체입자는 원심력 및 중력에 의하여 하부의 분급통(20)으로 낙하하여 하단의 입체입자 저장통(51)에 쌓이게 되고, 중량이 가벼운 분말 입자는 그대로 로터(32)의 내부로 빨려 들어가 분말입자 송출관(41)을 거쳐 진동방지용 후렉시블 튜브(53)와 이송관(54)을 거쳐 사이클론(55) 내부로 유입된 후 하부의 분말입자 저장통(56)에 저장되며, 분말입자와 함께 흡입되었던 공기는 사이클론(55)의 내부에서 분말입자와 분리된 후 배기관(59)을 거쳐 진공펌프(61)에 의하여 배기 망(62)으로 배출된다.

본 발명의 분급기는 원료의 처리량, 속도 조정기에 의하여 로터 구동모터(49)의 회전 속도와 회전 방향을 변화하므로써 원료가 낙하할 때 원료는 중력, 향력, 원심력 그리고 관성력이 작용하여 분산, 분리가 발생하게 되고, 따라서 원료는 전기한 전체적인 운동량에 의하여 로터(49)와 가이드 벤(23) 및 충돌 판(30)에 충격을 받아서 원료는 완전히 분산, 분리가 되는 것이다.

여기서 진공펌프(61)의 흡입력과 로터(32)의 회전력에 의하여 원료 중의 분말입자는 부상(浮上)을 하면서 로터(32)의 내부로 흡입공기와 함께 빨려 들어가게 된다.

로터(32)의 내부로 흡입된 분말입자는 사이클론(55)의 내부에서 원심력이 발생하게 되어 원심분리현상이 발생하게 되는데, 분말입자는 하향으로 나선운동을 하게 되므로 사이클론(55)의 내벽을 따라 회전운동을 하면서 점차 바닥으로 낙하하게 되어 분말입자 저장통(56)에 저장되고 공기는 사이클론(55)의 바닥으로부터 상승하여 백 필터(58)를 통과한 후 배기관(59)을 거쳐서 진공펌프(61)로부터 대기 중에 방출되는 것이다.

또한 원료에 혼입 되어 있는 입체입자는 로터(32)의 회전에 의거 가이드 벤(23) 및 원료충돌 통체(30)에 충격을 받아서 분산, 분리가 되지 않고 중력에 의하여 분급통(20)으로 낙하되어 입체입자 저장통(51)에 저장되는 것이다.

본 발명의 분급기는 초기에 로터(32)의 회전수 2,500 r. p. m., 평균입자 40㎛인 광재로 시작하였으나, 분 급을 완료한 후 광재의 분말입자 입경은 0.1∼10㎛가 95% 였다.

이상과 같이 본 발명은 공기 흡입 식의 로터 회전속도와 원료의 공급량 그리고 진공펌프의 회전수를 적정하게 조절하면서 원료 중에 포함된 분말입자와 입체입자를 간단히 분리하여 미립 상태의 분말입자를 최대로 수거 할 수 있게되는 것이다.

Claims (1)

1. 평면상 Z자형 공기 흡입통체(21)의 내부에는 안내패들(31)들이 일방향 경사각으로 원통형 둘레에 수직 설치된 가이드 벤(23)을 장착 설치하고, 상부의 혼합원료 공급호퍼(29)와 연결된 원료 투입 관(27)의 하부 측에 연접하여 상기 가이드 벤(23)의 내부 상측에는 원료 충돌 통체(30)를 돌출형성하며, 이 가이드 벤(23)의 내부에는 상부에 장착 설치되는 로터 구동모터(49)의 회전축(46)과 직결시켜 고속 회전되도록 로터(32)를 체결 설치함으로써 공기 흡입과 함께 투입되는 원료를 원심력과 중력 차를 이용하여 분말입자와 입체입자로 분리할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 공기 흡입식 로터에 의한 분급기.